毕业设计论文总降压变电所二次系统设计

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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）摘 要在工业生产自动化中，工厂高压供电和配电是一个工厂最基本的能源保证。即对总降压变配电所的设计要求在不断地提高，尽可能地使电网和电力系统安全、经济、稳定的运行，才能保证工业生产和人身安全。本设计是为35kv变电所设计的。通过对设计原始资料的分析，全厂负荷的计算，选择相应的主变压器台数和容量，从而确定其具体的供电系统。再对其初选的系统进行相应的短路计算和高压设备的选择及校验，选择和校验高压线路，最后简单的进行继电保护设置的说明。结合课本的基础知识，根据我国变配电所的运行情况以及各种变压器、开关柜、线路等电气设备的标准，进行具体的定量地选择电气设备，最终可以得出具体的

2、关于工厂总降压变配电所供电的系统图。关键词：负荷计算，变压器，短路电流，继电保护ABSTRACTIn the automation of indusdrial production ,high-voltage power supply and power distribution are the most fundamental energy guarantee for a factory .that is to say ,in order to make the systems of electricgrid and electric power work safely ,economica

3、lly and stably as much as possible ,the design requirements of the substation improve continuously ,which is the only way to ensure indusdrial production and personal safety .This design instruction is designed for 35kv substations .Through analyzing the original design materials ,calculating the lo

4、ad throughout the factory and choosing the corresponding quantity and capacity of the main transformer ,the concrete power supply system can be determined accordingly .Then for the primary system ,not only the relevant short-circuit should be calculated but also the high-voltage equipments should be

5、 selected .Meanwhile, the high-voltage circuit should also be selected and examined .Finally the relay protection of power system should be given a short explanation .According to the operation of the substations in our country and the standard of various electrical apparatus such as transformer, sw

6、itch, circuit and so on, the electrical apparatus can be selected concretely and quantatively with the combination of the basic knowledge of textbooks. At last the concrete system drawing of electricity supplied by substations in factories can be reached.KEY WORDS: forecasting,transformer,electric c

7、alculation ,relaying protection 毕业设计(论文)任务书一、课题名称：某冶金机械厂总降压变电所二次系统设计二、设计主要技术参数:1、工厂35KV总降压变电所主结线设计； 2、继电保护装置设计。三、课题要求、主要任务：根据所提供的原始资料进行35KV变配电站设计。主要内容包括:负荷计算、无功功率补偿；总降压变电站主接线的设计；短路电流计算及主要电气设备的选择；变压器的保护；进线断路器的控制、保护等。要求绘制以下图纸：1、总降压变电站电气主接线图；2、变压器保护原理图； 3、进线断路器控制及保护原理图。 四、课题阶段进度安排: 1-3周：收集相关资料，进行基本计算；4

8、-6周：设计一次系统；7-8周：设计二次系统；9-10周：编写设计说明书，绘制图纸。五、课题参考资料1工厂供电，苏文成主编，机械工业出版社，1980年2工厂供电设计与试验，王荣藩编著，天津大学出版社，1989年 3电力系统的继电保护原理，天津大学编，水利电力出版社，1980年 指导教师：高雅利 日期：2010年6月 46设计题目某冶金机械厂总降压变电所二次系统设计一、 生产任务及车间组成1、本厂产品及生产规模本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1万件、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。2、本厂车间组成(

9、1)铸钢车间；(2)铸铁车间；(3)锻造车间；(4)铆焊车间；(5)木型车间及木型库；(6)机修车间；(7)砂库；(8)制材场；(9)空压站；(10)锅炉房；(11)综合楼；(12)水塔；(13)水泵房；(14)污水提升站等，各车间位置见全厂总平面布置图，如附图所示。二、 设计依据1、设计总平面布置图2、全厂各车间负荷计算表如下：各车间380伏负荷序 号车间或用电单位名称设备容 量（kw）Kdcostan P30 （kW） Q30 （kvar）S30（kVA）变压器台数及容量备 注（1）NO.1变电所1铸钢车间20000.40.651.17（2）NO.2变电所1铸铁车间10000.40.71.

10、02Kp=0.9 Kq=0.952砂库1100.70.61.333小计（3）NO.3变电所1铆焊车间12000.30.451.9821*水泵房280.750.80.753小计同上（4）NO.4变电所1空压站3900.850.750.82机修车间1500.250.651.173锻造车间2200.30.551.524木型车间185.850.350.61.335制材厂200.280.61.336综合楼200.9107小计同上（5）NO.5变电所1锅炉房3000.750.80.7522*水泵房281.750.80.753仓库（1、2）88.120.30.651.174污水提升站140.6500.755

11、小计同上各车间10千伏高压负荷序号车间或用电单位名称设备容量（kw）KdcostanP30（kW）Q30（kvar）S30（kVA）说明1电弧炉212500.90.70.5722501282.52586.212工频炉23000.80.90.48480230.4533.333空压机22500.850.850.62425263.55004小计说明：NO.1、NO.2车间变电所设置两台变压器外，其余设置一台变压器。3.供用电协议工厂与电业部门所签定的供用电协议主要内容如下：(1) 工厂电源拟从电业部门某220/35千伏变压所，用35千伏双回架空线引入本厂，其中一个做为工作电源，一个做为备用电源，也可

12、考虑从另一临近变电站接一回架空线做备用电源，两个电源不并列运行，该变电所距厂东侧8公里。(2) 供电系统短路技术数据系统运行方式短路容量说明最大运行方式最小运行方式=200兆伏安=175兆伏安供电系统如图9-2(3) 电业部门对本厂提出的技术要求区域变电所35千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于1.5秒；在总降压变电所35千伏侧进行计量；本厂的功率因数值应在0.9以上。三、本厂的负荷性质本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时。属于二级负荷。四、本厂的自然条件1.气象条件(1) 最热月平均最高温度为30；(2) 土壤中0.71米深处一年中最热月平

13、均温度为20；(3) 年雷暴日为31天；(4) 土壤冻结深度为1.10米；(5) 夏季主导风向为南风。2.地质及水文条件根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.85.3米。地耐压力为20吨/平方米。五、设计任务及设计大纲1、高压供电系统设计根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级。2、总降压变电站设计(1)主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留下23个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，(经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标)，确定最优方案。(2)短路

14、电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。(3)主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。(4)主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。(5)配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。(6)防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。3、车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。4、厂区10KV配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方

15、案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。三、设计成果1、设计说明书包括对各种设计方案分析的扼要叙述，并附有必要的计算表格。2、设计图纸(1)总降压站电气主结线单线图。(2)主变压器保护原理接线图。(3)进线断路器控制及保护原理图。(4)总降压站平面布置简图。目 录摘 要I任务书II设计题目III前言11.1毕业设计背景11.2毕业设计意义11.3设计原则11.4设计主要内容2第1章 负荷计算和无功功率补偿21.1计算负荷定义21.2负荷计算方法21.3负荷计算31.4 无功功率补偿5第2章 总降压变电所主变压器的选择82.1主变压器选择原则82.2主变压器的选择9第3章电气主接线图的设计93

16、.1供电电源的确定93.2设计原则93.3拟定全厂供电系统图11第4章短路电流计算及一次设备的选择114.1计算短路电流的目的114.2短路电流的计算114.3一次设备的选择16第5章 高压线路选择185.1 线路选择与校验的项目及条件185.2 35kV高压进线线路选择与校验195.3 10kV高压出线线路的选择校验20第6章 继电保护和二次回路的选择216.1继电保护的基本任务及要求216.2 变压器的继电保护设置226.3相间短路保护256.4 10kV母线断路器的保护266.510kV出线各支路的保护266.6二次回路原理图及其动作过程26第7章 防雷与接地设计317.1 变电所的防雷

17、保护317.2变电所公共接地装置的设计33结论35致谢36参考文献：37外文资料翻译38前言1.1毕业设计背景随着工业自动化的进一步深入，工业生产过程自动化的要求，合理、经济和运行可靠的供配电设计已成为工业生产和电力系统的一个重要课题。工程供电，就是指工厂所电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。1.2毕业设计意义做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现

18、工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。1.3设计原则按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规范、GB50053-94 10kV及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范、JGJ16-2008民用建筑电气设计规范等的规定，进行变电所设计必须遵循以下原则：1、遵守规程、执行政策必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供

19、电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3、近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.4设计主要内容 本设计主要从大致的35kv变电所一次系统设计出发，对35kv变电所各个车间进行简单的设计和计算。首先，对

20、已知的设计原始资料进行分析和舍取，可以大概的了解变电所的设计要求。接着，对变电所各个车间以及各组设备的负荷进行计算，统计总负荷和功率因数以及电力系统的损耗。同时，根据计算负荷选择总降压变电所的主变压器的台数和数量。根据设计资料确定电源进线和电力来源，进一步拟定供电系统图。再对其进行短路计算，选择高压进、出线路以及设置需要的继电保护。本设计说明书包括7章: 第1章-负荷计算和无功功率补偿; 第2章-总降压变电所主变压器的选择; 第3章-电气主接线图的设计; 第4章-短路电流计算及一次设备的选择; 第5章-高压线路选择; 第6章-继电保护和二次回路的选择; 第7章-防雷与接地设计。第1章 负荷计算

21、和无功功率补偿1.1计算负荷定义1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。2）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。1.2负荷计算方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。由于本机械厂用电部门较多，用电设备台数较多，设计采用需要系数法予以确定。1）单台组用电设备计算负

22、荷的计算公式(1).有功计算负荷(单位为kW)： (2-1)式中 设备有功计算负荷(单位为kW)；用电设备组总的设备容量(不含备用设备容量，单位为kW)；用电设备组的需要系数。(2).无功计算负荷(单位为kvar) (2-2)式中 设备无功计算负荷(单位为kvar)；对应于用电设备组功率因数的正切值。(3).视在计算负荷(单位为kVA) (2-3)式中 视在计算负荷(单位为kVA)；用电设备组的功率因数。(4).计算电流(单位为A) (2-4)式中 计算电流(单位为A)；用电设备组的视在功率(单位为kVA)；用电设备组的额定电压(单位为kV)。2多组用电设备计算负荷的计算公式(1).有功计算负

23、荷(单位为kW) (2-5)式中 多组用电设备有功计算负荷(单位为kW)； 所有设备组有功计算负荷之和； 有功负荷同时系数。(2).无功计算负荷(单位为kvar) 式中 多组用电设备无功计算负荷(单位为kvar)；所有设备组无功计算负荷之和； 无功负荷同时系数。(3).视在计算负荷(单位为kVA) (4).计算电流(单位为A) (5).功率因数 1.3负荷计算1）NO.1变电所负荷计算 铸钢车间： 表1-1 NO.1变电所负荷计算结果序 号车间或用电单位名称设备容 量（kw）Kdcostan（kW）（kvar）（kVA）（1）NO.1变电所1铸钢车间20000.40.651.178009361

24、230.772）其他变电所负荷计算结果见表1-2，方法同上。 表1-2 其他变电所负荷计算结果序 号车间或用电单位名称设备容 量（kw）Kdcostan（kW）（kvar）（kVA）（2）NO.2变电所1铸铁车间10000.40.71.02400406571.432砂库1100.70.61.3377102.41128.33合计小计1110-477510.41699.76计入同时系数0.66-429.3484.89674.62（3）NO.3变电所1铆焊车间12000.30.451.98360712.880021*水泵房280.750.80.752115.7526.25合计小计1228-38172

25、8.55826.25计入同时系数0.44-342.9692.12772.41（4）NO.4变电所1空压站3900.850.750.8331.5265.24422机修车间1500.250.651.1737.543.8857.693锻造车间2200.30.551.5266100.321204木型车间185.850.350.61.3365.0586.51108.415制材厂200.280.61.335.67.459.336综合楼200.91018018合计小计985.85-523.65503.36计入同时系数0.70-471.29478.19671.40（5）NO.5变电所1锅炉房3000.750.

26、80.75225168.75281.2522*水泵房281.750.80.754936.7561.253仓库（1、2）88.120.30.651.1726.4430.9340.674污水提升站140.6500.759.16.8311.38合计小计430.12309.54243.26394.55计入同时系数0.77284.02252.82380.24 续表 10kv高压负荷的负荷计算结果序号车间或用电单位名称设备容量（kw）Kdcostan（kW）（kvar）（kVA）1电弧炉212500.90.70.5722501282.52586.212工频炉23000.80.90.48480230.453

27、3.333空压机22500.850.850.62425263.55004小计-31551776.4- 1.4 无功功率补偿1）车间变压器的选择根据计算负荷可选择变压器台数及容量见表1-3. 表1-3 变压器选择车间NO.1变电所NO.2变电所NO.3变电所NO.4变电所NO.5变电所变压器台数容量（kVA）210002500180018001400 2）变压器功率损耗见表1-4 表1-4 变压器损耗计算结果车间NO.1变电所NO.2变电所NO.3变电所NO.4变电所NO.5变电所（kW）1210.1211.5910.075.43（kvar）46.840.4746.3440.2821.723)各

28、车间总负荷计算见表1-5. 表1-5 各车间总负荷计算结果 10kv侧负荷计算NO.1变电所NO.2变电所NO.3变电所NO.4变电所NO.5变电所（kW）812439.42354.49481.36284.02（kvar）982.8525.36738.46518.47252.82（kVA）1274.85684.90819.14707.88380.24（A）73.6139.5447.2940.8721.95 续表 10kv高压负荷电弧炉工频炉空压机（kW）2250480425（kvar）1282.5230.4262.5（kVA）2586.21533.33500（A）149.3230.7928.8

29、74）10kv侧负荷总计 计入同时系数，后经计算.5）10kv侧无功功率补偿 试取 则 经计算 主变压器损耗 则35kv侧负荷总计为 经计算 0.9所以在10kV侧进行上述无功功率补偿是符合要求的。根据电容器的技术数据可知，选择BWF10.5-120-3W型电容器，额定容量为120kVA，所需个数n=2520/120=21（个）。第2章 总降压变电所主变压器的选择2.1主变压器选择原则1）台数的选择符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器： 有大量一级或二级负荷。季节性负荷变化较大，适于采用经济运行方式。集中负荷较大。其他情况宜装设一台变压器。2）容量的选择装有一台主变的变电所，主变容量应不

30、小于总的计算负荷，即装有两台主变的变电所，每台主变容量应不小于总的计算负荷的百分之六十，最好为百分之七十左右，即同时应不小于全部一、二级负荷之和，即单台变压器容量上限 低压配电一般不宜大于1250kVA，当用电设备容量大、负荷集中且运行合理时，亦可选用稍大容量变压器。变电所主变压器台数和容量的选择，实际工程设计中往往需结合变电所主接线方案设计来考虑。2.2主变压器的选择由设计原始资料可知，该厂整个工厂都属于二级负荷。因此，可选两台变压器。根据无功补偿后的计算以及上面容量选择的原则可确定变压器容量为 因此选变压器容量为4000KVA，即所选变压器为SL7-4000/35型号。第3章 电气主接线图

31、的设计3.1 供电电源的确定由设计原始资料可知，工厂电源拟从电业部门某200/35千伏变压所，用35千伏双回架空线引入本厂，其中一个作为工作电源，一台作为备用电源,l两个电源不并列运行，该变电所距厂东侧8公里。3.2设计原则电气主接线图的设计，应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。1)安全性在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。在低断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压开关。在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。35kv及以下的线路末端，应装设与隔离开关

32、链锁的接地刀闸。变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。2）可靠性变配电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或者一回6kv及以上专用架空线或电缆供电；其中采用电缆供电时，应采用两根电缆组成的线路，且每根电缆应能承受百分之百的二级负荷。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式。对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区级生活区的变电所，可采用树干式配电。变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。3）灵活性变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线。35kv及以上电源

33、进线为双回路时，宜采用桥型接线或线路变压器组接线。需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。主接线方案应考虑到今后可能的扩展。4）经济性主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。变配电所的电气设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品。中小型工厂变电所一般采用高压少油断路器；在需频繁操作的场合，则应采用真空断路器或SF6断路器。工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电度表用应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因数达

34、到规定的要求。3.3拟定全厂供电系统图通过以上的负荷计算和各种电器设备的选择以及变压器的型号和进线电压的确定，整个工厂的供电系统已初步形成，可以大致画出全厂供电系统图如图3-1所示。示意图的简要说明：由变压所引入35kv的电源，通过主变SL7-4000/35kv降为10kv，再通过电缆进线到各个车间变电所供电。同时设置了各种电气设备、避雷器、二次保护等保护装置，具体内容见后面几章。供电系统图见附图1.第4章 短路电流计算及一次设备的选择4.1 计算短路电流的目的进线短路电流的计算目的是正确选择校验电气设备及保护装置，三相短路是危险最严重的短路形式，因此，三相短路电流是选择和检验电气和导体的基本

35、依据。在校验继电保护装置的灵敏度时，还需计算不对称短路电流值。当在校验电器和导体的动、热稳定时，还要用到短路冲击电流，稳态短路电流等。4.2 短路电流的计算进行短路电流计算，首先要绘制电路图，在电路图上，将短路计算所考虑的个元件的额定参数都表示出来，并将各元件按次编号，然后确定短路计算上。短路计算点要选择的使需要进行短路校验的电气元件有最大可能通过，接着，所选择的短路计算点绘出等级电路图，并计算电路中各元件的阻抗。短路计算的方法有标幺值法和有名值法，本设计采用标幺值法。1）在最小运行方式下（1）确定基准值取，即高压侧低压侧 则 （2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 电力系统的电抗标幺值，

36、 架空线路的电抗标幺值，线路长8km，故 电力变压器的电抗标幺值由SL7-4000/35参数故绘短路等效电路图如下图所示 图4-1 最小运行方式下等效电路图（3）计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值 三相短路电流周期分量有效值 其他三相短路电流 三相短路容量 （4）计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值 三相短路电流周期分量有效值 其他三相短路电流 三相短路容量 2）在最大运行方式下（1）确定基准值 取，即高压侧低压侧 则 （2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 电力系统的电抗标幺值， 架空线路的电抗标幺值，线路长8km，

37、故 电力变压器的电抗标幺值 由SL7-4000/35参数 故绘短路等效电路图如下图所示 图4-2 最大运行方式下等效电路图（3）计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值 三相短路电流周期分量有效值 其他三相短路电流 三相短路容量 （4）计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值 三相短路电流周期分量有效值 其他三相短路电流 三相短路容量 3）短路电流计算结果见表4-1. 表4-1 三相短路电流计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA在最小运行方式下k-11.9441.9441.9444.9572.935123.762k-

38、22.132.132.135.4323.21639.093在最大运行方式下k-12.1322.1322.1325.4373.219135.685k-23.413.413.418.6965.14962.0354.3一次设备的选择1）高压设备选择的原则 高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应该工作安全可靠、运行方便，投资经济合理。一般要遵循以下原则：a、按正常工作条件选择额定电压和额定电流；b、按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定；c、安装地点的三相短路容量来校验高压断路器的速断容量。（1）高压开关柜的选择原则应满足一次接线图的要求，并选出开关柜

39、型号及一次接线方案编号，同时确定其中包含的所有一次设备的型号规格。（2）短路校验的原则对于相应高压开关柜内的设备进行短路校验，主要有断路器的额定电压、额定电流、额定开断电流以及相应的额定动、热稳定电度校验。2）各部分高压开关柜的型号选择 由于总降压变电所的变压器出线为10kV，可选移开式高压开关柜。（1）10kV进线柜的选择由供电系统图和总负荷计算电流I=310.26A及JYN2-10型开关柜的一次线路方案及柜内主要电气设备的相关数据可知，可选取装设有断路器额定电流为630A的JYN2-10-26高压开关柜方案编号。（2）车间变电所出线开关柜的选择各个车间的计算电流有所不同，下面以1号变电所为

40、例，其计算电流为73.61A。由相关数据可知，选取装设有断路器额定电流为630A的JYN2-10-01方案编号完全符合要求。至于其他车间变电所选取此方案均符合要求。 故车间变电所出线开关柜均为JYN2-10-01方案编号。3）变电所一次设备的选择与校验35kV侧一次设备的选择与校验见表4-2。10kV侧一次设备的选择与校验见表4-3。 表4-2 35kv侧一次设备的选择与校验 选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数数据35kv65.98A2.132kA5.437kA额定参数真空断路器ZN-35/63035kv630A8kA20kA高压隔离开关GW5-35/63035kv6

41、30A-高压熔断器RN2-3535kv0.5A-电压互感器JDJ2-3535/0.1kV-电流互感器LCZ-3535kv1000/5A-100kA65避雷器FZ-3535kv-以上的电气设备中,断路器型号为各自高压开关柜NO.101NO.108（不包括NO.101和NO.102）内设备型号,至于高压开关柜NO.101和NO.102的断路器型号,因为其计算电流为92A,故选择ZN-35/630型号真空断路器满足要求。(表中为变压器的额定电流)表4-3 10 kv侧一次设备的选择与校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数数据10kv289A3.41kA8.696kA额定参数

42、真空断路器ZN-10/63010kv630A20kA50kA隔离开关GN8-10/20010kv200A-25.5A高压熔断器RN2-1010kv0.5A50kA-电压互感器JDJ2-1010/0.1kV-电流互感器LQJ-1010kv100/5A-31.8A81避雷器FS4-1010kv-所用变压器SCL-1010kv-注:所用变压器容量为50kVA.以上设备中,断路器不包含在开关柜NO.201和NO.202中,至于开关柜NO.201和NO.202中的断路器,由于计算电流为310.26A, 故选择ZN-10/630型号真空断路器满足要求。(表中为变压器的额定电流)第5章 高压线路选择5.1

43、线路选择与校验的项目及条件为了保证供电系统安全可靠优质经济地运行，进行导线和电缆选择时必须满足下列条件：1）发热条件 导线和电缆（包括母线）在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。2）电压损耗条件 导线和电缆（包括母线）在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。3）经济电流密度 35kV及以上的高压线路及电压在35kV以下但距离和电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年支出费用最小，所选截面称为经济截面。该选择原则称为年支出费用最

44、小原则。工厂内的10kV及以下线路，通常不按此原则选择。4）机械强度 导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验器机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。5）短路热稳定条件 对绝缘导线、电缆和母线，应校验其短路热稳定性，架空线路因散热性好，可不做短路热稳定条件。5.2 35kV高压进线线路选择与校验1） 选择校验的方法对长距离大电流及35kv及以上的高压线路，则可先按经济电流密度条件确定导线经济截面，再校验其他条件，由于厂区小，电压损失可以忽略，故不用校验，又由于架空导线因散热性好，可不做短路热稳定

45、校验。2） 按经济电流密度和发热条件选择35kv高压进线（1）先按经济电流密度条件选择截面35kv侧的计算电流是92A，架空线的（见表5-1） 故经济截面： 可选择LGJ120型钢心铝线架空线 表5-1 导线和电缆的经济电流密度 线路类别导线材料年最大负荷利用小时5000h架空线路铝1.651.150.90铜3.002.251.75电缆线路铝1.921.731.54铜2.502.252.00（2）按发热条件进行校验LGJ120钢心铝绞线在30摄氏度条件下载流量为357A，大于导线最大负荷电流26A,满足发热条件。（3）按机械强度条件进行校验35kv架空线路铝绞线的最小截面为35mm2，因此LG

46、J120导线满足机械强度要求。5.3 10kV高压出线线路的选择校验1）选择校验的方法根据校验，一般10kv及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件求选择截面，再校验电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。而本设计中由于厂区小，不考虑电压损失，故不用校验，不必校验其机械强度。2） 10kV高压出线的选择（1）先按发热条件选择电缆截面 线路计算电流I=310.26A，240平方毫米的YJL型电缆在20度的载流量为331.01A，大于310.26A，因此选择YJL-10-3*240型电缆。（2）按短路热稳定条件进行校验 式中C由资料可查，YJL-10-3*240型电缆满足要求。（3）变电所电缆

47、型号选择以NO.1变电所为例，由于是双回线路，故I=36.81A，25平方毫米的YJL型电缆在20度的载流量为93.6A，大于36.81A，因此选择YJL-10-3*25型电缆. 经计算 因此YJL-10-3*25型电缆满足要求。同理可得其他变电所电缆型号，见表5-2. 见表5-2 变电所电缆型号 序号电缆型号NO.1变电所YJL-10-3*25NO.2变电所YJL-10-3*25NO.3变电所YJL-10-3*25NO.4变电所YJL-10-3*25NO.5变电所YJL-10-3*25电弧炉YJL-10-3*70工频炉YJL-10-3*25空压机YJL-10-3*25第6章 继电保护和二次回

48、路的选择6.1继电保护的基本任务及要求1）继电保护的基本任务（1）当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。（2）当系统中电气元件出现不正常运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。2）继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。（1）选择性 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围的一种性能。（2）速动性速动性是指保护快速切除故障的性能。故障切除

49、时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。即 式中 t-故障切除时间； -保护动作时间； -断路器跳闸时间。 一般的快速保护动作时间为0.06-0.12s，最快的可达0.010.04s。 一般的断路器动作时间为0.060.15s，最快的可达0.020.06s。当系统发生故障时，快速切除故障可以提高系统并列运行的稳定性、减少用胡在低电压下的工作时间、减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。（3）灵敏性灵敏性是指在规定的保护范围内，保护对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏的正确的反应出来。 通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，也称

50、为灵敏度。任何继电保护装置对规定的保护区内短路故障，都必须具有一定的灵敏度，以保证在考虑了短路电流计算、保护动作值整定实验等误差后，在最不利于保护动作的条件下仍能可靠动作。（4）可靠性可靠性是指发生了属于他该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。简单的说就是该动则动，不该动则不动。影响保护动作的可靠性有内在的和外在的因素，内在的因素主要是装置本身的质量。外在的因素主要是体现在运行维护水平、调试和安装是否正确上。6.2 变压器的继电保护设置对于高压侧为35kv及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，应装设过电流保护、电流速断

51、保护和瓦斯保护。过电流保护作为速断电流保护的后备保护，在有可能过负荷时，也需装设过负荷保护。但是如果单台运行的变压器容量在10000kvA及以上和并列运行的变压器每台容量在6300kvA及以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。由于主电源出口处继电保护装置动作时限为2s，则变压器保护的过电流保护动作时限可整定为1.5s。1）装设瓦斯保护 当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于高压侧断路器。2）装设定时限过电流保护（1）过电流保护动作电流的整定 计算公式 式中 变压器的最大负荷电流，可取为（1.5-3）,为变压器一次额定电流； 保护装置的

52、可靠系数，取1.2； 保护装置的结线系数，取1； 电流继电器的返回系数，一般取0.8； 电流互感器的变流比。本设计中，=34000/（1.73235）=197.95A =1.2 =1 =0.8 =1000/5=200A因此动作电流为 整定为2A（注意，I只能取整数，且不能大于10A）(2)过电流保护动作时限的整定主降压变电所的整定时限由原始资料可知应取1.5s。（3）过电流保护灵敏系数的检验 检验公式 式中 在电力系统最小运行方式下，低压母线两相短路电流折合到变压器高压侧的值。 继电保护动作电流折合到一次电路（即变压器高压侧的值）。如作为后备保护，则灵敏系数即可。本设计中， 因此灵敏系数为 符合后备保护条件。3）装设电流速断保护（1）速断电流的整定 公式 式中 变压器低压母线三相短路电流周期分量有效值。 可靠系数，对DL型继电器取1.2-1.3, 对GL型继电器取1.4-1.5，本设计采用GL15的速断装置。